电网发展过程中实现配电网自动化的有效措施研究

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摘要：上世纪七十年代西方发达国家提出配电自动化这一课题，当前配电自动化已经在域外国家得以充分应用。本文以配电网自动化的概说为切入点，结合电网发展过程中实现配电网自动化存在的问题，探讨电网发展过程中实现配电网自动化的实现途径，以期为我国在电网发展过程中实现配电网自动化提供有益的建议。

关键词：电网发展；配电网自动化；措施

中图分类号：TM421 文献标识码：A

近一阶段，建设智能电网的战略目标成为国家电网的战略发展重点。在该战略中，配电网自动化是电力系统智能电网的重要组成部分。其战略意义在于，根据配网运行电压合理地控制电网无功负荷和电压水平,提高供电质量,实现经济运行的目标,合理掌握用电负荷,进而提高设备的利用率,最终提高供电企业的经济效益及工作效率，实现社会效益与经济效益的双赢。

一、配电网自动化概说

（一）配电网自动化释义

所谓的配电网自动化，是指借助电脑技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段,对配电网进行离线与在线的智能化监控管理,使配电网始终处于经济、高效的最佳运行状态。通过实现配电网自动化,可以减少配电网发现和检修故障的时间,降低设备的运行维护成本,减少新建变电站控制线路的投资,最大限度的减少停电对用户的影响,提高运行效率,在保障供电可靠性的前提下最大限度地发挥系统的供配电能力,从而有效降低设备更新成本。

（二）配电网自动化的发展历程

在整个电力系统中，配电网是其重要分支。同时，配电网领域又是整个电力系统与分散的用户直接相连的部分，是对社会生活变化最为敏感的部分。从这个意义来说，电力作为商品的属性也集中体现在配电网这一层面。

上世纪八十年代末，西方发达国家开始应用配电自动化技术。日本于上世纪七十年代开始进行高电压大容量的配电方式，以解决大城市的配电问题，并着手开发依靠配电设备及继电保护进行配电网络自动化运行的方法；上世纪八十年代至今，已完成了计算机系统与配电设备结合的配电自动化系统，在主要城市的配电网络投入运行，其中大规模的配电自动化系统可控制约四千个以上的中压开关，中小规模的配电自动化系统也可控制约一千五百余个中压开关。由于配电自动化工作的深入，电网供电可靠性得到了显著的提高。例如日本在九六至九七年年度平均每户停电 0.1 次，每次平均 8min，可靠性居全球之首；香港电灯公司 3000 多个中压开关全部可以遥控；韩国、台湾于上世纪九十年代也完成了局部配电系统的馈线自动化，并建立了配电自动化实验网络。

近些年来，我国政府十分重视城乡电网改造。在这一战略部署下，国家电力公司配合国家计委作出了实施方案，分批投入城市电网建设和改造项目。另外，根据国家发展委员会计投资，国家投入 1368 亿元，用于我国农网的建设与改造。全国城乡电网建设与改造的资金投入近 3000 亿元。这样大规模的城乡电网建设与改造，必将极大促进配电自动化工作的开展，配电自动化已成为电力自动化的热门技术，是电网发展的必然趋势。

二、电网发展过程中实现配电网自动化存在的问题

由于全民所有制的性质，因此国内的电力属于国家垄断经营，并没有真正实现电力市场化。此外，从生产力发展水平的角度看，我国是发展中国家，各地发展很不平衡。配电自动化系统实施的目的是为适应终端用户的需求，这种需求既会因不同用户、因地、因行业而异，又是随时变化的。此外，就配电网自身建设而言，存在着功能设计单一、设备盲目求新、系统结构设计不合理、管理机制不完善等等问题。第一，功能设计单一。传统的配网自动化功能设计思路，是通过配网自动化系统的应用，增强供电的可靠性。然而，据相关研究表明，目前三分之一以上的供电问题是由例行检查造成的人为性停电，配电网故障并不是导致停电的主要原因。因此，将增强供电可靠性作为配电网自动化设计的唯一目标，显得过于狭隘。配电网自动化系统正在由数据采集、配电监控和配电自动化构成的简单系统，转变为地理信息系统、配电管理系统和配电自动化构成的综合系统。其次，设备盲目求新。部分单位在选用配电网自动化所需的相关设备时，没有充分分析实际情况，没有综合考虑新旧设备的兼容情况，盲目地选用最新最好的设备。从而导致在配电网自动化的过程中，新老设备发生冲突，旧设备难以匹配新设备，难以实现整体优化，从而导致自动化效率变低。第三，系统结构设计不合理。配网自动化系统结构设计时，经常会发生顾此失彼的情况。在系统设计时，没有统筹兼顾，主站和控制端时常会出现不匹配的现象，设备之间相互冲突，通信通道容量难以满足使用要求。有时，甚至在陈旧、老化的配电网上安装最先进的自动化系统，难以充分发挥配电网自动化系统的作用。

三、电网发展过程中实现配电网自动化的实现途径

（一）创建配置合理化的配电网网架结构

对于供电的可靠性和投资的大小这类问题而言，配电网的网架结构是否合理与其存在直接关联。传统的配电网大多都是使用多条线路供电的方式，采取多回供电，但是这样必然会加大变电站的出线和回线数，也加大了投资的金额。但是配电网自动化则是建立在环网供电的网络结构上，主要采用单回线的供电方式，具有一定的可靠性，当某一线路出现故障时，配电网自动化技术能够通过远程监测来发现故障的位置，并通过故障隔离，对网络进行重建，使用户能尽快恢复供电。配电网环网的建立可根据网架的实际情况来对线路进行分段，确定开环点，例如在市中心则可使用地下电缆配电的方式，在市区或者郊区可使用架空线的环网配电方式。

（二）创建系统规范的配电网通信系统

配电网在自动化控制中，基于配电网通信系统存在位置分散、搜盖面广和信息点多的特点，因此对通信系统有极强的依赖性。配电网需要监控的对象有很多，包括变电站、分段开关盒小区变电所等等，因此通信系统对我国的配电网具有重大的影响。想要全面满足配电网自动化的要求，就必须选用较为经济的方式，可采取不同的通讯方式，来使配电网实现混合通讯系统。在市中心由于人口密集较大，受到较多的干扰，并且有高层建筑物对其造成阻碍，就可以尽量采用光纤通讯等传输速度较快，误码率较小的通信方式，而在人口密度较小的地方，则可以使用通讯传输距离较远，价格较为便宜的方式。但是要达到这些要求，配电网通信系统就必须具备较强的可靠性和可维护性。

（三）完善配电网馈线终端建设

对于配电网馈线终端而言，其主要用于实现环网馈线之间的联系，并检测馈线运行的情况，具有检查出故障电流的能力。由于配电网大多都是户外的设备，因此，就要求这些设备能够在-25℃～65℃，湿度在95%的环境中进行工作，并且能够抵挡高压电、高频信号和雷电的干扰。配电网自动化系统在进行远方操作时，其频繁度输电网高很多，这也就说明配电网设备要具备很高的可靠性。

(四)借助不间断电源保证配电网通畅运行

当前，多数地区的线路一旦出现故障，就会引发变电站出现开关跳闸的现象，造成垒线停顿。因此这个时候就应该在保证整个系统和通讯的工作电源，确保开关跳闸之后所需的操作电源，这样就在发生故障的时期确定停电区域的位置和信息，及时的进行远方控制，隔离故障线路，尽早的为用户供电。

小结

目前,在国家电网提出的智能电网建设构想的战略背景下,配电网自动化迎来了史无前例的发展机会。随着配电自动化技术的不断成熟,探索实施配电网络自动化管理、提高配网管理水平成为趋势。在经济的发展以及结合国家电网公司高可靠性、高优质服务的要求,配电自动化技术必将促进配电网的全面发展,使配电网的整体供电能力得以大幅度提升。

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